利用微流控技術測試不同等級和類型輻射人體組織的影響

2021-01-12 電子發燒友
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利用微流控技術測試不同等級和類型輻射人體組織的影響

發表於 2019-03-27 13:59:28

器官晶片技術正被用於開發3D模型，以幫助南澳大利亞的研究人員研究放射治療對人體組織的影響。

據麥姆斯諮詢報導，南澳大學（University of South Australia）生物醫學工程系教授Benjamin Thierry正在與哈佛大學（Harvard University）的研究人員合作，利用微流控技術測試不同等級和類型輻射人體組織的影響。

在載玻片大小的一次性裝置內，包含了一款緊密模仿小血管結構和功能的微流控細胞培養晶片。

微流控晶片內部形成的微血管（器官內的血管系統）

迄今為止，科學家們都依賴於在載玻片二維環境中對細胞進行放射治療測試。

Thierry教授表示，器官晶片技術能夠減少對動物試驗和不相關體外工作的需求，這兩者都有很大的局限性。

Thierry教授指出，「該研究的一大重要發現是，在標準二維環境中生長的內皮細胞比三維血管網絡中的細胞具有更高的放射敏感性。這一點很重要，因為我們需要平衡輻射對腫瘤組織的影響，同時保留健康組織。」

發表在《先進材料技術》（Advanced Materials Technologies）期刊上的研究成果將幫助研究人員充分研究輻射對血管的影響，並且將很快延生到其他敏感器官。

微血管晶片示意圖（圖A、B），內皮細胞在中心微流控通道（紅色）內的纖維蛋白膠中培養，成纖維細胞在側通道（藍色）中培養。可灌輸的微血管網絡在5天內形成，通過測量細胞凋亡、血管緊密連接中斷、DNA損傷/修復動能，以及檢測分泌的發炎標的物（圖C、D），能夠詳細研究電離輻射的影響

Thierry教授補充道，「人體微器官（器官內的血管系統）對放射治療尤其敏感，本項研究中使用的模型可能會帶來更有效的治療，對癌症患者的副作用也更少。」

超過一半的癌症患者在治療過程中都至少接受過一次放射治療。雖然這種方法治癒了很多癌症，但是副作用也非常殘酷，有時會導致急性器官衰竭和長期心血管疾病。

Thierry教授的團隊成員，包括南澳大學未來工業研究所（Future Industries Institute）的同事Chih-Tsung Yang博士和博士生Zhaobin Guo，在澳大利亞國家製造研究所（Australian National Fabrication Facility）的支持下，與皇家阿德雷德醫院（Royal Adelaide Hospital）和哈佛大學達納法伯癌症研究所（Dana-Farber Cancer Institute）展開緊密合作。

Yang博士表示，「更好地了解放射治療對器官內血管，更普遍地說是健康組織的影響非常重要，尤其是在使用非常高劑量和類型的輻射情況下。」

研究人員下一步將開發能夠模擬與特定癌症類型相關的關鍵器官的人體晶片模型。

澳大利亞國家製造研究所的南澳節點是澳大利亞以八所大學為中心的樞紐之一，由大英國協和州政府，澳大利亞聯邦科工組織（CSIRO）和參與大學資助。

作為南澳未來工業研究所茂森湖（Mawson Lakes）校區研究基礎設施的補充，澳大利亞國家製造研究所在十年前就專注於微流體領域的研究。

雖然微流控技術仍然是澳大利亞國家製造研究所的關鍵優勢，但是其專業知識已經擴展到晶片實驗室技術、先進傳感、功能塗層和分離科學領域。

近年來開發的產品包括一款可以提供基因修飾細胞療法的微流控裝置，一款用於檢測尿液中是否存在膀胱癌細胞的非侵入性裝置，一款用於室內血液測試平臺的微針，以及一款用於高價值礦物提取的微流控晶片。

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